(57)【要約】【課題】  車両前後方向の振動を確実に抑制する。【解決手段】  機関急加速または急減速運転時（ステップ１０１）に、ドライブシャフトの入力端の角速度ωｉと出力端の角速度ωｏとの差Δωが算出される（ステップ１０２）。この差Δωはドライブシャフトのねじれ角の変化率αを表している。次いで、変速比に基づいて許容限界βが算出される（ステップ１０３）。ねじれ角変化率の絶対値｜α｜が許容限界βよりも大きいときには（ステップ１０４）、機関発生トルクを一時的に減少させまたは増大させるトルク増減制御、たとえば点火時期制御または吸入空気量制御が実行される（ステップ１０５）。【選択図】      図３
2006017001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関本体と車輪間に延びるドライブシャフトのねじれ角の変化率を求め、該求められたねじれ角変化率の絶対値が許容限界よりも大きいときには機関発生トルクを一時的に減少させまたは増大させるようにした内燃機関のトルク制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関のトルク制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機関急加速または急減速運転が行われると車両の前後方向に大きな振動が発生することが知られており、これは機関本体と車輪間に延びるドライブシャフトに大きなねじれが発生するためであることが判明している。すなわち、機関急加速運転時を例にとって説明すると、この場合にはアクセルペダルの踏み込み量が大幅に増大されて機関発生トルクが大幅に増大されるので、ドライブシャフトの入力側の角速度ないし回転数が大幅に増大する。ところがドライブシャフトの出力側の角速度ないし回転数は直ちには増大せず、ドライブシャフトに大きなねじれが発生する。その結果、ドライブシャフトにねじり振動が発生し、このねじり振動によって車両前後方向の振動が増大されるのである。
【０００３】
したがって、車両前後方向の振動を抑制するためには、ドライブシャフトに大きなねじれが生ずるのを阻止すればよいことになる。そこで、ドライブシャフトに生ずるねじれ角を求め、ねじれ角が許容限界よりも大きいときに、機関発生トルクを一時的に減少させるトルク制御が行われる内燃機関が公知である（特許文献１参照）。トルク制御が行われるとねじり振動が抑制され、かくして車両前後方向の振動が抑制される。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２５７４８０号公報
【特許文献２】特開平１１−１３２０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この内燃機関では、ねじれ角が許容限界よりも大きくならない限りトルク制御が行われない。すなわち、車両前後方向の振動が増大してからようやくからトルク制御が開始される。したがって、過渡運転初期の振動を確実に抑制できないという問題点がある。
【０００６】
許容限界を小さく設定しておけばこの問題は解決できると考えられる。ところが、そのようにすると、トルク制御が頻繁に行われることになり、制御が複雑になる。すなわち、ねじれ角それ自体で判断する限り、車両前後方向の振動を確実に抑制することはできない。
【０００７】
そこで本発明は、車両前後方向の振動を確実に抑制できる内燃機関のトルク制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために本発明によれば、機関本体と車輪間に延びるドライブシャフトのねじれ角の変化率を求め、該求められたねじれ角変化率の絶対値が許容限界よりも大きいときには機関発生トルクを一時的に減少させまたは増大させるようにしている。
【発明の効果】
【０００９】
車両前後方向の振動を確実に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明を火花点火式の車両用内燃機関に適用した場合を示している。本発明を圧縮着火式機関に適用することもできる。
【００１１】
図１を参照すると、１は機関本体、２は燃焼室、３は吸気通路、４は排気通路、５は点火栓をそれぞれ示す。吸気通路３内にはステップモータ６により駆動されるスロットル弁７が配置される。また、機関本体１のクランクシャフト８は変速機９を介してドライブシャフト１０に連結され、ドライブシャフト１０はディファレンシャルギア１１およびアクスル１２を介して車輪１３に連結される。
【００１２】
ドライブシャフト１０の変速機９側の端部すなわち入力端にはロータ１４が取り付けられている。このロータ１４の外周には一つまたは複数の突起が設けられており、突起に対面して電磁ピックアップからなる角速度センサ１５が配置される。角速度センサ１５はロータ１４の突起が角速度センサ１５を通過する毎に出力パルスを発生し、したがって先の出力パルスが発生してから次の出力パルスが発生するまでに要する時間に基づき、ドライブシャフト１０の入力端における角速度すなわち入力側角速度ωｉが検出される。また、ドライブシャフト１０の車輪１３側の端部すなわち出力端にもロータ１４と同様のロータ１６が取り付けられ、ロータ１６に対面配置された角速度センサ１７により、ドライブシャフト１０の出力端における角速度すなわち出力側角速度ωｏが検出される。
【００１３】
電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、バックアップＲＡＭ（Ｂ−ＲＡＭ）３５、入力ポート３６および出力ポート３７を具備する。アクセルペダル４０にはアクセルペダル４０の踏み込み量を検出するための踏み込み量センサ４１が接続される。また、変速機９には変速比を検出するための変速比センサ４２が取り付けられる。これらセンサ４１，４２の出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介してそれぞれ入力ポート３６に入力される。また、角速度センサ１５，１７の出力パルスが入力ポート３６に入力される。さらに、入力ポート３６にはクランクシャフトがたとえば１０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４３が接続される。ＣＰＵ３４ではこの出力パルスに基づいて機関回転数が算出される。一方、出力ポート３７は対応する駆動回路３９を介してステップモータ６および変速機９にそれぞれ接続される。
【００１４】
さて、冒頭で述べたとおり、機関急加速運転または急減速運転が行われると、ドライブシャフト１０のねじれに起因する車両振動が発生するおそれがある。このことを機関急加速運転の場合を示す図２を参照しながらもう少し説明する。
【００１５】
図２に矢印で示されるようにアクセルペダル４０の踏み込み量ＤＥＰが大幅に増大されると、ドライブシャフト１０のねじれ角が大幅に増大し、次いでねじれ角の振動すなわちねじり振動が発生する。このねじり振動の振幅が大きくなるほど車両振動が大きくなる。
【００１６】
ドライブシャフト１０のねじれ角それ自体が大きくなったときには、ねじり振動の振幅したがって車両振動が大きくなるということを予測できる。ところが、この場合には、ねじれ角それ自体が実際に大きくならない限り、車両振動が大きくなるということがわからない。
【００１７】
一方、図２からわかるように、ドライブシャフト１０のねじれ角が大幅に増大するときには、ねじれ角の変化率ないし勾配αが大きくなる。また、ドライブシャフト１０のねじれ角が大幅に減少するときには、ねじれ角の変化率αが小さくなる。言い換えると、ドライブシャフト１０のねじれ角が大幅に増減するときにはねじれ角変化率の絶対値が大きくなる。
【００１８】
そこで本発明による実施例では、ドライブシャフト１０のねじれ角変化率αを検出し、このねじれ角変化率αの絶対値が許容限界よりも大きいときには、機関発生トルクを一時的に減少させまたは増大させるトルク増減制御を実行するようにしている。
【００１９】
このようにすると、ドライブシャフト１０のねじれ角それ自体が大幅に増大する前に機関発生トルクを減少させることができ、ねじれ角それ自体が大幅に減少する前に機関発生トルクを増大させることができる。したがって、ねじり振動の振幅を確実に低減でき、車両前後方向の振動を確実に低減できる。なお、図２においてβは許容限界を示しており、鎖線はねじれ角変化率がβのときのねじれ角を示している。
【００２０】
特に、本発明による実施例では、機関急加速または急減速運転が開始されると、直ちにねじれ角変化率αが算出され、このねじれ角変化率αに応じてトルク増減制御が実行される。言い換えると、機関過渡運転の初期に求められたねじれ角変化率αに応じてトルク増減制御が実行される。したがって、機関過渡運転の初期における車両振動を確実に低減できる。
【００２１】
ところで、ねじれ角はドライブシャフト１０の入力端の角度位置（θｉ）と出力端の角度位置（θｏ）との差（θｉ−θｏ）である。一方、入力端の角度位置（θｉ）の変化率はドライブシャフト１０の入力側角速度ωｉに一致し、出力端の角度位置（θｏ）の変化率は出力側角速度ωｏに一致する。そうすると、ねじれ角（θｉ−θｏ）の変化率はドライブシャフト１０の入力側角速度ωｉと出力側角速度ωｏとの差（ωｉ−ωｏ）に一致するということになる。
【００２２】
そこで本発明による実施例では、ドライブシャフト１０の入力側角速度ωｉと出力側角速度ωｏとの差（ωｉ−ωｏ）を求め、これをねじれ角変化率αとしている。
【００２３】
一方、許容限界βはたとえば一定値とすることもできる。しかし、変速比が大きいときには車両振動のドライバビリティに対する影響は大きく、変速比が小さくなるとこの影響は小さくなる。そこで本発明による実施例では、図３に示されるように、変速比ＧＲが大きくなるにつれて小さくなるように許容限界βを設定している。許容限界βは図３に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【００２４】
さらに、本発明による実施例では、トルク増減制御は点火時期制御または吸入空気量制御により行われる。すなわち、機関発生トルクを減少すべきときには点火時期が遅角されまたはスロットル開度が減少される。逆に、機関発生トルクを増大すべきときには通常運転時よりも点火時期が進角されまたはスロットル開度が増大される。
【００２５】
図４は本発明による実施例のトルク制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
【００２６】
図４を参照すると、まずステップ１００ではアクセルペダル４０の踏み込み量ＤＥＰの変化率ｄＤＥＰが算出される。続くステップ１０１ではＤＥＰの絶対値｜ｄＤＥＰ｜が一定値ｄ１よりも大きいか否かが判別される。｜ｄＤＥＰ｜＞ｄ１のとき、すなわち急加速または急減速運転時には次いでステップ１０２に進み、ねじれ角変化率αが算出される（α←ωｉ−ωｏ）。続くステップ１０３では許容限界βが図３のマップから算出される。続くステップ１０４ではねじれ角変化率の絶対値｜α｜が許容限界βよりも大きいか否かが判別される。｜α｜＞βのときには次いでステップ１０５に進み、トルク増減制御が実行される。次いでステップ１０７に進む。これに対し、｜α｜≦βのときには次いでステップ１０６に進み、トルク増減制御が停止ないし禁止される。次いでステップ１０７に進む。ステップ１０７では、ねじれ角変化率の絶対値｜α｜がしきい値εよりも小さいか否かが判別される。｜α｜≧εのときにはステップ１０２に戻り、｜α｜＜εのときには次いでステップ１０８に進んでトルク増減制御が停止ないし禁止される。一方、｜ｄＤＥＰ｜≦ｄ１のとき、すなわち急加速および急減速運転でないときにもステップ１０１からステップ１０８に進み、トルク増減制御が停止ないし禁止される。
【００２７】
クランクシャフト８の角速度はドライブシャフト１０の入力側角速度ωｉを表している。そこで、クランク角センサ４３により検出された回転数ないし回転速度によって入力側角速度ωｉを代表させることもできる。また、車輪１３の回転速度はドライブシャフト１０の出力側角速度ωｏを表している。そこで、車輪１３の回転速度を検出するセンサを設け、車輪１３の回転速度でもって出力側角速度ωｏを代表させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】本発明による実施例を説明するためのタイムチャートである。
【図３】許容限界βを示す図である。
【図４】本発明による実施例のトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１    機関本体
５    点火栓
７    スロットル弁
１０    ドライブシャフト
１３    車輪
１５，１７    角速度センサ
【図１】
2006017001.tif 000003
【図２】
2006017001.tif 000004
【図３】
2006017001.tif 000005
【図４】
2006017001.tif 000006